二氧化氯DPD现场检测法的影响因素及检测常见问题

(深圳水务集团深圳市莲塘供水服务有限公司，深圳 518000)

二氧化氯DPD现场检测法的影响因素及检测常见问题

曾文院

(深圳水务集团深圳市莲塘供水服务有限公司，深圳 518000)

二氧化氯是一种应用广泛的强氧化性消毒剂，自来水厂的出厂水中二氧化氯余量目前一般都是采用GB/T 5750-2006生活饮用水标准检验方法—现场测定法(DPD法)进行检测。本文对二氧化氯DPD现场测定法的影响因素进行了研究，对检测常见问题进行了分析探讨并指出操作要点及注意事项，对提高二氧化氯检测的准确性，判定饮用水中二氧化氯消毒剂余量是否符合国标,对指导自来水厂二氧化氯投加量有着重要意义。

二氧化氯 现场检测 影响因素 准确性

二氧化氯是一种高效广谱消毒剂，具有强大的氧化作用，其杀菌效果比含氯消毒剂高2.5倍，有效氯含量为263%[1]，因其良好的性能，被广泛应用于水处理等行业。二氧化氯作为一个国标规定的生活饮用水水质常规日检项目，如何快速准确地分析出出厂水中二氧化氯的含量，对保障饮用水安全有着重要意义。

二氧化氯性质非常活泼，在水中的稳定性受pH、光照、温度等因素影响，为了准确测定水中二氧化氯含量，应了解二氧化氯在水中的特性外，还应有检测过程中的一些注意事项，如操作细节，试剂情况，采样等，以下对二氧化氯自身特性及检测注意事项作了研究。

1 影响二氧化氯稳定性的几种常见因素

1.1 pH

二氧化氯(ClO2)在水溶液中极易歧化分解为其它的氯氧化物组分，因此其在常规水溶液中的稳定性不够理想。ClO2在碱性水溶液中歧化产物主要是ClO2-和ClO3-[2]：

2ClO2+2OH-=ClO2-+ClO3-+H2O

(1)

在酸性水溶液中歧化产物主要是ClO3-和Cl2：

5ClO2+2H2O=4ClO3-+1/2Cl2+4H+

(2)

ClO2在碱性溶液中的歧化反应远比在酸性溶液中进行的快。在常温和避光条件下，对不同pH值的ClO2水溶液的稳定性进行测定，其结果见图1[3]。

图1 pH值对二氧化氯质量分数的影响

1.2 光照

ClO2分子结构很不稳定，在光照条件下极易分解，主要生成亚氯酸根(ClO2-)和氯酸跟(ClO3-)，当有阳光直接照射时，这种反应将会十分强烈,甚至可使ClO2全部歧化成ClO2-、ClO3-和Cl-等。光照条件是二氧化氯稳定性的关键因素[3](图2)。

图2 光照对二氧化氯质量分数的影响

1.3 温度

二氧化氯的稳定性与温度有直接关系。有实验表明常温避光条件下不同质量浓度的ClO2水溶液的衰减情况如图3。

图3 室温下不同时间二氧化氯质量浓度的变化

低温避光条件下不同质量浓度的ClO2水溶液的衰减情况如图4。

图4 低温下不同时间二氧化氯质量浓度的变化

由此可知，二氧化氯的稳定性与温度有直接关系，存放温度越低二氧化氯质量浓度下降越小。在较高温度条件下ClO2会产生歧化现象，生成大量ClO3-和Cl-，从而使部分ClO2消耗掉，导致其质量浓度下降，从而影响二氧化氯溶液的稳定性[3]。

1.4 二氧化氯的自身挥发或转化

二氧化氯在pH2～9条件下以溶解气体的形式存在于水中，因此二氧化氯极易逸出于水而使水中二氧化氯含量减少由于二氧化氯以气体形式存在于水中，因此当水发生震荡有波动时，二氧化氯易逸出于水，导致水中的二氧化氯含量减少。

2 二氧化氯检测常见问题及操作注意事项

2.1 二氧化氯检测结果呈正偏离

2.1.1 水中存在对DPD法有干扰的物质

DPD现场测定法检测二氧化氯的原理是水中的二氧化氯与DPD试剂反应显红色，甘氨酸将水中的氯离子转化为氯化氨基乙酸而不干扰二氧化氯的测定。这种方法对二氧化氯并不是唯一特异性的方法，水中的余氯、氧化态锰、铬等氧化性物质均会导致DPD试剂显色，从而影响二氧化氯的检测结果。

正确的操作是在检测时加入甘氨酸试剂后待其完全溶解，然后再加入DPD试剂反应显色，以去除干扰。

2.1.2 检测试剂的影响

DPD现场测定法检测二氧化氯时采用的试剂为甘氨酸和DPD试剂，而试剂的质量状态容易受保存条件的影响，若试剂保存条件不恰当易导致试剂变质或受潮，从而影响二氧化氯的检测。试剂正常颜色为白色或灰色，变质之后会变成褐色甚至是黑色，试剂的正确保存方法是在常温阴凉通风处存放，建议干燥器中保存。

2.1.3 测试时间的影响

DPD试剂由于自身不稳定，加入显色剂后，随时间增加，其自身会呈现红色，如不注意则会造成结果与真实值的正偏离。

建议加入DPD试剂后1min左右完成检测。

2.1.4 操作过程中的影响

测试过程中剧烈摇晃使水样产生气泡，或者加入显色剂后未完全溶解的试剂固体颗粒漂浮在比色瓶中未沉降到比色瓶底部，干扰了检测比色，导致最终二氧化氯的检测结果偏大。

建议摇晃的动作不能剧烈，摇完后静置十几秒，这样气泡会散去，未完全溶解的试剂会沉到底部而不影响检测。

2.2 二氧化氯检测数据偏低或不稳定

由于二氧化氯的化学性质极其活泼，且以气体状态溶于水中，因此不恰当的取样是造成二氧化氯检测不稳定或结果错误的主要原因。

2.2.1 取样不具有代表性

在实际采样操作中，会有从水龙头直接采样的情况，实际上在这种情况下，采集的样品是不具有代表性的。因为如果水龙头没有一直是打开状态的话水龙头中的水很有可能是几个小时之前或者是过夜的水，这时候测得的二氧化氯数值并不能代表当前水中的二氧化氯含量；另外从水龙头直接取得的水样易处于波动状态，由于二氧化氯气体易挥发的特性，此方式采集的水样会造成测试结果偏低甚至为零。

正确的操作方式是采样前将水龙头开至最大，让水持续流出至少10min，并且用采样瓶进行采样，确保采集的水样具有代表性。

2.2.2 采样容器的影响

采样容器的影响主要是采样时采样瓶未清洗干净或使用塑料采样瓶进行采样。二氧化氯具有极强的氧化性，易与还原性物质反应，采样瓶未清洗干净或使用塑料采样瓶采样时水中的二氧化氯会与瓶中的杂质发生氧化反应消耗部分二氧化氯，从而导致二氧化氯检测结果偏低。

建议使用清洗干净的玻璃采样瓶进行采样。

2.2.3 采样操作的影响

采样时操作不正确，让水流迅速冲入采样瓶。水流迅速冲入采样瓶产生的气泡会带走一部分二氧化氯气体，从而造成检测结果偏低。

建议取样时将水龙头关小，让水流缓慢流入到采样瓶中。

2.2.4 水样采集后未避光静置

由于二氧化氯遇光易分解且随着时间延长二氧化氯自身会不断转化，水样采集后应避光静置5min待水样稳定后立即进行测试[4]。

3 二氧化氯水样的采集与测试

鉴于二氧化氯性质活泼，正确的采集水样是获得准确的二氧化氯测试结果的前提保障，采集水样时应注意以下事项[4]：

(1)使用清洗干净的玻璃采样瓶进行采样；

(2)取样前将水龙头开至最大让水放流10min，确保水样具有代表性；

(3)取样时将水龙头关小，让水流缓慢流入到采样瓶中并充满，避免迅速冲入采样瓶产生气泡；

(4)采样瓶中充满水样后继续让水溢留几分钟，盖上盖子并迅速避光静置5min，待水样稳定立即测定。

测试二氧化氯时的操作要点：

(1)测试前用澄清的待测水样进行调零，调零成功后方可进行下一步；

(2)调零时比色瓶应擦拭干净，擦拭时必须用特别柔的纸或棉布以防止划伤比色瓶；

(3)加入甘氨酸试剂必须使其完全溶解，溶解时可旋转摇晃比色瓶，避免剧烈震荡水样；

(4)待甘氨酸试剂完全溶解后再加入DPD试剂，摇匀时同样避免剧烈震荡水样；

(5)DPD试剂混匀后比色瓶应静置15s，排除气泡、使不溶物沉至底部，避免气泡或固体颗粒影响比色；

(6)加入DPD试剂后应在1min左右完成检测；

(7)测试结束，应立即洗净比色瓶，以避免长时间使用后颜色附着在比色瓶内壁。

二氧化氯测试注意事项：

(1)为保证测量精度，调零与测量样品应使用同一比色瓶；

(2)水样中二氧化氯含量越多，加入试剂后红色越深；

(3)源水中可能存在一些氧化性物质，可能会有假阳性出现；

(4)比色时应防止杂散光进入仪器；

(5)DPD方法显色剂产生的颜色不稳定，会随着放置时间逐渐变深，因此DPD试剂完全溶解后应在1分钟左右进行检测。

4 结论

二氧化氯是一种非常活泼的物质，如何快速准确地测试出出厂水中二氧化氯的含量，对保障饮用水安全有着重要意义。了解二氧化氯的特性以及二氧化氯检测的影响因素并能准确的分析判断，正确采集水样及规范操作，对获得准确的二氧化氯测试结果有着重要作用。

[1]刘南, 熊鸿燕. 二氧化氯消毒研究进展[J]. 重庆医学, 2005, 34(3):449-451.

[2]田朝晖, 裴元生. 二氧化氯在水溶液中的歧化反应趋势[J]. 环境研究与监测, 2003(1):92-94.

[3]袁海涛，康志娟，赵海栋，等.二氧化氯水溶液的稳定性研究[J].河北工业科技，2010，27(5)：302-304

[4]曹青. 取样对自来水出厂水二氧化氯检测的影响[J]. 分析仪器, 2017，(1):70-72.

2017-06-06

曾文院，男，1973年出生，本科，给排水专业，1997年至今一直在深圳水务集团从事供水生产保障工作，E⁃mail：756808282@qqcom。

信息简讯

中物院核物理与化学研究所研制成功可移动式中子成像检测仪

这种能够在集装箱货车中运输的中子检测设备，可实现待检对象的现场或在线检测，未来在我国航空航天领域重大装备制造中将发挥重要作用。

可用于裂痕探测、材料性能分析等领域的中子成像检测，由于弥补了X射线等其他无损检测方式的不足，正广泛用于重大装备制造领域。但由于传统的中子成像检测设备自身体积较大，难以对大型、超大型装备进行现场检测。可移动式中子成像检测仪，由小型加速器中子源、准直屏蔽系统、样品承载系统、成像系统、控制系统、数据采集处理系统及氚净化处理系统等组成。设备长6米，占地面积20平方米，仅一个房间大小； 总重3.5吨，可由一到

两辆集装箱货车运输。对核心的小型加速器中子源，研究团队采用整体小型化和集成化设计思路，对离子源、高压电源及加速管等关键部件进行了特殊设计、验证和研制，满足了中子成像检测对加速器中子源小型化和高产额的应用需求。该仪器的成功研制，带动了高产额小型加速器设计制造、中子探测技术及航空发动机空心涡轮叶片、航天火工品的检测技术进步，打破了国外对这种广泛用于核能、航空航天等高端领域特种检测设备的封锁。目前该设备已在航空发动机空心涡轮叶片残余型芯检测及航天火工品系列产品质量检测中得到了成功应用。(科技日报)

InfluencingfactorsofchlorinedioxideDPDon-sitedetectionmethodandcommonproblemsindetection.

ZengWenyuan

(ShenzhenLiantangWaterSupplyServiceCo.Ltd. ,ShenzhenWaterGroupCo.Ltd. ,Shenzhen518000,China)

Chlorine dioxide is a strong and oxidizing disinfectant. Based on GB/T 5750-2006StandardExaminationMethodsforDrinkingWater—SiteMeasurementMethod(DPD method), we studied the influencing factors of chlorine dioxide DPD on-site detection method, and discussed the common problems in detection.

chlorine dioxide, on-site detection, influencing factors, accuracy

10.3969/j.issn.1001-232x.2017.05.018